本發(fā)明涉及一種二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、具備二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空調(diào)機(jī)以及程序。

背景技術(shù)：

作為本技術(shù)領(lǐng)域的背景技術(shù)，在下述專利文獻(xiàn)1的摘要中記載了如下的內(nèi)容：“提供一種不使用進(jìn)相用電容器而能夠容易地啟動(dòng)單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的速度控制裝置”、“使用三相變頻器4對(duì)單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5提供可變頻率、可變電壓?？刂圃撊嘧冾l器4的開(kāi)關(guān)元件Q11～Q32從而使向電動(dòng)機(jī)5的各線圈5a、5b施加的電壓的相位錯(cuò)開(kāi)，由此能夠啟動(dòng)單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5”。

此外，在下述專利文獻(xiàn)2的摘要中記載了如下的內(nèi)容：“變頻裝置1將變頻器電路3的各相輸出端子分別與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)4的主線圈4b、輔助線圈4a、中性線相連接，將從直流電源2提供的直流電壓變換為2相的大致正弦波PWM電壓，當(dāng)從通過(guò)電流檢測(cè)部5檢測(cè)出的直流電源電流檢測(cè)出主線圈4b和輔助線圈4a的電流時(shí)，對(duì)主線圈4b、輔助線圈4a的電感值以及電阻值進(jìn)行平衡化，向量控制運(yùn)算部6通過(guò)向量控制運(yùn)算決定向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)4的2相電壓。然后，PWM信號(hào)形成部5根據(jù)上述2相電壓形成用于控制變頻器電路3的PWM信號(hào)”。

但是，當(dāng)通過(guò)通常的變頻器驅(qū)動(dòng)以與進(jìn)相用電容器一起使用為前提的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，與通過(guò)進(jìn)相用電容器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)相比，二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩變低，因此無(wú)法得到與使用進(jìn)相電容器時(shí)同等的最高轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩。此外，由于損失導(dǎo)致的發(fā)熱，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)機(jī)損壞等不良情況。

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平7-46872號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2010-57216號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的，其目的是提供一種能夠高效率運(yùn)行的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、具備二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空調(diào)機(jī)以及程序。

為了解決上述課題，本發(fā)明的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的特征在于，

具有主線圈和輔助線圈，

該二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)用于空調(diào)機(jī)，該空調(diào)機(jī)具備：整流電路，其對(duì)商用交流電源的交流電壓進(jìn)行整流；感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其對(duì)從上述整流電路輸出的直流電壓進(jìn)行開(kāi)關(guān)，分別輸出相位不同的第1電壓、第2電壓和第3電壓；以及成為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的送風(fēng)扇，

在將出現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)為額定輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)，設(shè)定上述主線圈和上述輔助線圈的阻抗值，從而在對(duì)上述主線圈和上述輔助線圈施加了上述商用交流電源輸出的上述交流電壓的倍以下的電壓的狀態(tài)下得到上述最高轉(zhuǎn)速以及上述額定輸出轉(zhuǎn)矩。

通過(guò)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率運(yùn)行的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、具備二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空調(diào)機(jī)以及程序。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的主要部分的框圖。

圖2的(a)～(f)是第1實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的主要部分中的各部的波形圖。

圖3的(a)、(b)是表示在時(shí)刻t1、t2的電流的方向的圖。

圖4的(a)、(b)是表示在時(shí)刻t3、t4的電流的方向的圖。

圖5是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性圖。

圖6是電動(dòng)機(jī)的其他轉(zhuǎn)矩特性圖。

圖7是第1實(shí)施方式的控制程序的流程圖。

圖8的(a)、(b)是啟動(dòng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性圖。

圖9的(a)～(c)是啟動(dòng)后的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性圖。

圖10是比較例的電動(dòng)機(jī)的電流等的波形圖。

圖11是比較例的電動(dòng)機(jī)的電流等的其他波形圖。

圖12是第1實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的電流等的波形圖。

圖13是第1實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的電流等的其他波形圖。

圖14是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的主要部分的框圖。

圖15的(a)～(e)是第2實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的主要部分中的各部的波形圖。

圖16是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的正面圖。

圖17是第3實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)的側(cè)截面圖。

圖18是第3實(shí)施方式的主要部分的框圖。

符號(hào)說(shuō)明

10 二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī))

12 主線圈

14 輔助線圈

16 轉(zhuǎn)速傳感器

20、21 變頻器

24 控制電路(計(jì)算機(jī))

26 整流電路

54 轉(zhuǎn)差率計(jì)算部

56 同步速度設(shè)定部

58 目標(biāo)速度設(shè)定部

A 空調(diào)機(jī)

A1、A2 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置

Edc 直流電壓

N、N₁、N₂、N₃ 實(shí)際轉(zhuǎn)速

N_S 同步速度

N_X 目標(biāo)同步速度

N_p 轉(zhuǎn)矩峰值轉(zhuǎn)速

s 轉(zhuǎn)差率

s_max 預(yù)定值

T_L、T_L1、T_L2 負(fù)載轉(zhuǎn)矩

T_M、T_M1、T_M2、T_M3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩

V_U-V 線間電壓(主線圈施加電壓)

V_W-V 線間電壓(輔助線圈施加電壓)

V_U 電壓(第1電壓)

V_V 電壓(第2電壓)

V_W 電壓(第3電壓)

具體實(shí)施方式

[第1實(shí)施方式]

＜實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)＞

以下，參照?qǐng)D1所示的框圖對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的主要部分即電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

在圖1中，二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(以下，稱為電動(dòng)機(jī))10具有主線圈12和輔助線圈14，與負(fù)載裝置40連接從而對(duì)負(fù)載裝置40進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。將主線圈12和輔助線圈14配置成當(dāng)被提供了二相交流電流時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)速傳感器16具有霍爾傳感器等，檢測(cè)電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(以下，稱為實(shí)際轉(zhuǎn)速N[rpm])。

在本實(shí)施方式中，主線圈12和輔助線圈14的阻抗大致相同。另外，在以下說(shuō)明中，關(guān)于兩個(gè)值“大致相同”例如是指高的值為低的值的1.05倍以下。此外，關(guān)于一個(gè)值X“大致X”例如指“X±5％”的范圍。主線圈12和輔助線圈14的阻抗并非一定必須大致相同，但是希望使高的阻抗為低的阻抗的1.25倍以下。這是因?yàn)榭紤]電動(dòng)機(jī)的線圈阻抗的波動(dòng)最大為±10％左右。例如，因?yàn)樵谥骶€圈的阻抗為+10％，輔助線圈的阻抗為－10％的情況下，主線圈的阻抗成為輔助線圈的1.22倍左右。

整流電路26對(duì)從商用電源30提供的交流電壓進(jìn)行整流，平滑電容器28使整流電路26的輸出電壓平滑化，輸出直流電壓Edc。當(dāng)使商用電源30的交流電壓的有效值為E時(shí)，直流電壓Edc約為將該直流電壓Edc輸入給變頻器20。但是，也可以在整流電路26的后級(jí)，插入一般使用的升壓電路等，使直流電壓Edc高于由此，能夠提高轉(zhuǎn)速，得到更大的輸出轉(zhuǎn)矩。變頻器(感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路)20具有開(kāi)關(guān)元件22a～22f(例如，IGBT或MOS-FET等半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件)、與這些并聯(lián)連接的回流用二極管。另外，將開(kāi)關(guān)元件22a～22f統(tǒng)稱為“開(kāi)關(guān)元件22”。

這些開(kāi)關(guān)元件22通過(guò)串聯(lián)連接2組開(kāi)關(guān)元件22來(lái)構(gòu)成各相的上下臂。在圖1的例子中，通過(guò)開(kāi)關(guān)元件22a、22b構(gòu)成U相的上下臂，通過(guò)開(kāi)關(guān)元件22c、22d構(gòu)成V相的上下臂，通過(guò)開(kāi)關(guān)元件22e、22f構(gòu)成W相的上下臂。各相的上下臂的連接點(diǎn)與電動(dòng)機(jī)10連接。通過(guò)從控制電路24提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)開(kāi)關(guān)元件22a～22f進(jìn)行接通/關(guān)斷控制。由此，變頻器20根據(jù)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)直流電壓Edc進(jìn)行PWM(Pulse Width Modulation脈沖寬度調(diào)制)調(diào)制。電源電路25從直流電壓Edc生成控制電路24用電源電壓。另外，希望使針對(duì)開(kāi)關(guān)元件22進(jìn)行PWM調(diào)制時(shí)的調(diào)制頻率為高于可聽(tīng)頻率的頻率(例如，15kHz以上)。

控制電路24具備CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、RAM(Random Access Memory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、ROM(Read Only Memory，只讀存儲(chǔ)器)等作為一般的計(jì)算機(jī)的硬件，在ROM中存儲(chǔ)由CPU執(zhí)行的控制程序、各種數(shù)據(jù)等。在圖1中，關(guān)于控制電路24的內(nèi)部，將通過(guò)控制程序等實(shí)現(xiàn)的功能表示為模塊。

在控制電路24的內(nèi)部，目標(biāo)速度設(shè)定部58輸出電動(dòng)機(jī)10的同步速度N_S的目標(biāo)值即目標(biāo)同步速度N_X。同步速度設(shè)定部56設(shè)定同步速度N_S以使同步速度N_S與目標(biāo)同步速度N_X接近或一致。轉(zhuǎn)差率計(jì)算部54根據(jù)同步速度N_S和實(shí)際轉(zhuǎn)速N計(jì)算電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)差率s(＝(N_S－N)/N_S)。驅(qū)動(dòng)部52根據(jù)同步速度設(shè)定部56輸出的同步速度N_S生成上述的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并提供給開(kāi)關(guān)元件22。

從變頻器20輸出的U相、V相、W相的電壓為大致正弦波，將這些稱為V_U、V_V、V_W。另外，有時(shí)將這些統(tǒng)稱為“電壓V”。此外，將電壓V的頻率稱為“驅(qū)動(dòng)頻率f”。若將電動(dòng)機(jī)10的極數(shù)設(shè)為p，則同步速度N_S和驅(qū)動(dòng)頻率f之間存在“N_S＝120f/p”的關(guān)系。因此，驅(qū)動(dòng)部52將實(shí)現(xiàn)該驅(qū)動(dòng)頻率f的PWM信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)而輸出。

在本實(shí)施方式中，設(shè)定驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使V相電壓V_V的相位相對(duì)于U相電壓V_U前進(jìn)90°，W相電壓V_W的相位相對(duì)于V相電壓V_V進(jìn)一步前進(jìn)90°。向主線圈12施加U相、V相間的線間電壓V_U-V，向輔助線圈14施加W相、V相間的線間電壓V_W-V。圖2的(a)～(c)表示電壓V_U、V_V、V_W的波形。相對(duì)于商用電源30的交流電壓的有效值E，電壓V_U、V_V、V_W的極大值為極小值為零。因此，電壓V_U、V_V、V_W的振幅為它們的有效值為(1/2)E。

在二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，已知在流過(guò)主線圈和輔助線圈的電流的相位差為90°時(shí)，即具有1/4周期的周期差時(shí)效率最佳。這是在電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)方面得到的，在2極、4極、8極時(shí)也相同。

然而，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的線圈的阻抗由線圈的電感和線圈的導(dǎo)線電阻來(lái)決定，在主線圈和輔助線圈的阻抗不同的情況下，相對(duì)于所施加的電壓，流過(guò)的電流的相位延遲在主線圈和輔助線圈中不同。因此，流過(guò)各線圈的電流的相位差不相差90°，即不相差1/4周期，因此效率降低。因此，在該情況下，也可以考慮該延遲量的相位來(lái)調(diào)整施加的電壓的相位差。

在本實(shí)施方式的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，優(yōu)點(diǎn)在于，在進(jìn)行了設(shè)定從而使主線圈和輔助線圈的阻抗相同時(shí)，使輸入電壓分別為1/4周期，由此流過(guò)各線圈的電流也錯(cuò)開(kāi)90°，即錯(cuò)開(kāi)1/4周期，因此不需要調(diào)整對(duì)使用的每個(gè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)施加的電壓的相位差。

此外，在圖2(d)～(f)中示出了線間電壓V_U-V、V_W-V、V_U-W的波形。分別向主線圈12和輔助線圈14施加線間電壓V_U-V和V_W-V。當(dāng)電壓V_U、V_V、V_W為正弦波時(shí)，線間電壓V_U-V和V_W-V的振幅為它們的有效值為

換言之，在將電動(dòng)機(jī)10的最高轉(zhuǎn)速的輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)為額定輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)，主線圈12和輔助線圈14的阻抗為通過(guò)輸入有效值為以下的交流電壓而得到額定輸出轉(zhuǎn)矩的值。

在此，“最高轉(zhuǎn)速”是指在向主線圈12輸入有效值為的交流電壓，向輔助線圈14輸入相對(duì)于向主線圈12輸入的交流電壓預(yù)定進(jìn)相的交流電壓，來(lái)進(jìn)行與電動(dòng)機(jī)10連接的負(fù)載裝置40的驅(qū)動(dòng)(例如，從送風(fēng)扇送風(fēng))的情況下，使向主線圈12和輔助線圈14的交流電壓的輸入頻率可變時(shí)得到的轉(zhuǎn)速中的最高的轉(zhuǎn)速。

上述的例子為不進(jìn)行過(guò)調(diào)制時(shí)的例子，但通過(guò)向電壓V_U、V_V、V_W混入奇數(shù)次的高頻成分，能夠使它們的振幅上升至另外，過(guò)調(diào)制是用于變頻器控制的技術(shù)的一例，可以進(jìn)行過(guò)調(diào)制也可以不進(jìn)行。

向主線圈12施加的線間電壓V_U-V和向輔助線圈14施加的線間電壓V_W-V雖然相位不同，但電壓值大致相同。因此，流過(guò)主線圈12的電流和流過(guò)輔助線圈14的電流大致相同。此外，通過(guò)圖3的(a)、(b)和圖4的(a)、(b)的粗實(shí)線表示圖2的(a)～(f)的在時(shí)刻t1、t2、t3、t4的電流流動(dòng)。

接著，參照?qǐng)D5對(duì)電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩特性進(jìn)行說(shuō)明。在圖5中，橫軸表示電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速N[rpm]，縱軸表示轉(zhuǎn)矩[N·m]。在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)即電動(dòng)機(jī)10中，實(shí)線表示的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T_M具有圖示那樣的大致三角形的形狀。此外，虛線表示的T_L1、T_L2為負(fù)載裝置40的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的特性例。與負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L1或T_L2相對(duì)的實(shí)際轉(zhuǎn)速N為負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L1或T_L2的特性與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T_M的特性交差的點(diǎn)的速度。

將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T_M為最大的實(shí)際轉(zhuǎn)速N稱為轉(zhuǎn)矩峰值轉(zhuǎn)速N_p。根據(jù)電動(dòng)機(jī)10的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀態(tài)而不同，但轉(zhuǎn)矩峰值轉(zhuǎn)速N_p成為轉(zhuǎn)差率s為“0.2”附近的速度。將實(shí)際轉(zhuǎn)速N超過(guò)轉(zhuǎn)矩峰值轉(zhuǎn)速N_p的區(qū)域稱為“穩(wěn)定區(qū)域”，將實(shí)際轉(zhuǎn)速N為轉(zhuǎn)矩峰值轉(zhuǎn)速N_p以下的區(qū)域稱為“不穩(wěn)定區(qū)域”。在不穩(wěn)定區(qū)域中，由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L2的微小變動(dòng)，實(shí)際轉(zhuǎn)速N大幅度變化。此外，轉(zhuǎn)差率s變大，因此電動(dòng)機(jī)10的電力損失、溫度上升也變大。因此，本實(shí)施方式的控制電路24控制同步速度N_S從而避免不穩(wěn)定區(qū)域的動(dòng)作。另外，將在后面對(duì)其細(xì)節(jié)進(jìn)行說(shuō)明。

接著，圖6表示當(dāng)驅(qū)動(dòng)頻率為f₁、f₂、f₃時(shí)(其中，f₁＜f₂＜f₃)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T_M1、T_M2、T_M3的特性例和實(shí)際轉(zhuǎn)速N₁、N₂、N₃。控制電路24設(shè)定電壓V以使電壓V與驅(qū)動(dòng)頻率f的比大致恒定。將這樣的電壓V的設(shè)定方法稱為“V/F恒定控制”。如圖所示，在實(shí)際轉(zhuǎn)速N越大，負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L越大的情況下，隨著實(shí)際轉(zhuǎn)速N的增加轉(zhuǎn)差率s變大。

＜實(shí)施方式的動(dòng)作＞

接著，參照?qǐng)D7對(duì)本實(shí)施方式的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖7是由控制電路24執(zhí)行的控制程序的流程圖，在啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)10時(shí)執(zhí)行該控制程序。

在圖7中，當(dāng)處理前進(jìn)到步驟S2時(shí)，通過(guò)同步速度設(shè)定部56判定電動(dòng)機(jī)10是否正在反轉(zhuǎn)。在此，若判定為“是”，則處理向步驟S3前進(jìn)，判定轉(zhuǎn)速是否為預(yù)定速度以上。在此，若判定為“是”，則處理返回到步驟S2。以后，只要電動(dòng)機(jī)10為預(yù)定速度以上且反轉(zhuǎn)中，則重復(fù)進(jìn)行步驟S2、S3的循環(huán)。例如，在負(fù)載裝置40為風(fēng)扇的情況下，有可能因外部空氣的流動(dòng)，風(fēng)扇以該預(yù)定速度以上的速度進(jìn)行反轉(zhuǎn)。在這樣的情況下，若使變頻器20動(dòng)作，則變頻器20成為過(guò)負(fù)載狀態(tài)，因此在本實(shí)施方式中不使變頻器20動(dòng)作。但是，在電動(dòng)機(jī)10用于室內(nèi)設(shè)備時(shí)等，電動(dòng)機(jī)10進(jìn)行反轉(zhuǎn)的可能性小的情況下，也可以省略步驟S2、S3的處理。

若在步驟S2、S3中的任意一個(gè)步驟中判定為“否”，則處理向步驟S4前進(jìn)，通過(guò)同步速度設(shè)定部56執(zhí)行啟動(dòng)處理。以下，參照?qǐng)D8的(a)、(b)對(duì)該啟動(dòng)處理的內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。圖8(a)中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T_M的特性表示開(kāi)始了步驟S4的時(shí)間點(diǎn)的特性。如圖所示，在步驟S4開(kāi)始時(shí)，將同步速度N_S設(shè)定為低于目標(biāo)同步速度N_X的值。

更具體地說(shuō)，優(yōu)選使開(kāi)始了步驟S4的時(shí)間點(diǎn)的同步速度N_S為目標(biāo)同步速度N_X的0.01倍～0.3倍左右。之后，在步驟S4中，同步速度N_S逐漸上升。然后，當(dāng)同步速度N_S達(dá)到目標(biāo)同步速度N_X的預(yù)定值倍(例如，0.3倍～0.8倍)時(shí)，步驟S4結(jié)束。圖8(b)表示步驟S4結(jié)束時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T_M的特性的一例。

因此，說(shuō)明在本實(shí)施方式中執(zhí)行啟動(dòng)處理(步驟S4)的原因。一般，即使在停止?fàn)顟B(tài)下將目標(biāo)同步速度N_X設(shè)定為同步速度N_S，電動(dòng)機(jī)10等感應(yīng)電動(dòng)機(jī)得到充分的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的情況較多。但是，在啟動(dòng)初期轉(zhuǎn)差率s變大，電動(dòng)機(jī)10的損失、發(fā)熱變大。因此，在本實(shí)施方式中，使同步速度N_S從低于目標(biāo)同步速度N_X的速度開(kāi)始。

接著，在圖7中，當(dāng)處理前進(jìn)到步驟S6時(shí)，通過(guò)同步速度設(shè)定部56判定轉(zhuǎn)差率s是否不足預(yù)定值s_max。在此，如圖5所示，可以從實(shí)際轉(zhuǎn)速N進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)域的范圍(實(shí)際轉(zhuǎn)速N不足轉(zhuǎn)矩峰值轉(zhuǎn)速N_p的范圍)中選擇預(yù)定值s_max。在此，預(yù)定值s_max既可以與同步速度N_S對(duì)應(yīng)地設(shè)定，也可以不管同步速度N_S地設(shè)定為相同值。當(dāng)與同步速度N_S對(duì)應(yīng)地設(shè)定預(yù)定值s_max時(shí)，能夠起到與同步速度N_S對(duì)應(yīng)地應(yīng)用最佳的預(yù)定值s_max的效果。另一方面，當(dāng)不管同步速度N_S地將預(yù)定值s_max設(shè)定為恒定值時(shí)，能夠起到減少控制程序的步驟數(shù)的效果。

當(dāng)在步驟S6中判定為“是”時(shí)，處理前進(jìn)到步驟S8，通過(guò)同步速度設(shè)定部56使同步速度N_S接近目標(biāo)同步速度N_X。例如，將同步速度N_S增減預(yù)定步長(zhǎng)ΔN。但是，在當(dāng)前的同步速度N_S已經(jīng)達(dá)到了目標(biāo)同步速度N_X的情況下，維持當(dāng)前的同步速度N_S。

另一方面，當(dāng)在步驟S6中判定為“否”時(shí)，處理前進(jìn)到步驟S10，通過(guò)同步速度設(shè)定部56使同步速度N_S下降。例如，將同步速度N_S減少上述步長(zhǎng)ΔN。通過(guò)使同步速度N_S減少，脫離不穩(wěn)定區(qū)域(參照?qǐng)D5)的動(dòng)作，可轉(zhuǎn)移至穩(wěn)定區(qū)域的動(dòng)作的可能性提高。以后，重復(fù)進(jìn)行步驟S6～S10的循環(huán)。

在此，參照具體例對(duì)步驟S6～S10的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在最初執(zhí)行步驟S6的定時(shí)(步驟S4結(jié)束的定時(shí))，當(dāng)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T_M和負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L成為了圖8(b)所示時(shí)，轉(zhuǎn)差率s不足預(yù)定值s_max(參照?qǐng)D5)，因此在步驟S6中判定為“是”，在步驟S8中增加同步速度N_S使其接近目標(biāo)同步速度N_X。

這樣重復(fù)執(zhí)行步驟S8，當(dāng)同步速度N_S與目標(biāo)同步速度N_X一致時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T_M和負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L成為圖9(a)所示。以后，只要在負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L中不出現(xiàn)特別的變化，將同步速度N_S保持恒定。

在此，當(dāng)由于某種原因負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L增加了時(shí)，有時(shí)實(shí)際轉(zhuǎn)速N變得不足轉(zhuǎn)矩峰值轉(zhuǎn)速N_p。圖9(b)表示其中一例。圖9(b)所示的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L1的特性與圖9(a)所示的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L的特性相同，負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L2的特性是由于某種原因增加后的特性。負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L2的轉(zhuǎn)差率s為預(yù)定值s_max以上，因此當(dāng)接著執(zhí)行步驟S6時(shí)，判定為“否”，在步驟S10中減低同步速度N_S。

當(dāng)重復(fù)執(zhí)行步驟S10時(shí)，同步速度N_S逐漸下降。然后，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_L2的轉(zhuǎn)差率s也不足預(yù)定值s_max時(shí)，再次在步驟S6判定為“是”。圖9(c)表示此時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T_M的特性例。之后，消除使負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加的原因，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的特性再次返回到T_L1時(shí)，重復(fù)執(zhí)行步驟S8，返回到同步速度N_S等于目標(biāo)同步速度N_X的狀態(tài)(圖9(a))。

＜應(yīng)用電動(dòng)機(jī)10的意義＞

如上所述，在本實(shí)施方式中，作為電動(dòng)機(jī)10應(yīng)用二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，使主線圈12和輔助線圈14的阻抗大致相同，對(duì)其意義進(jìn)行說(shuō)明。

在空調(diào)機(jī)中，希望能夠以小型機(jī)箱對(duì)整個(gè)房間進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，因此希望風(fēng)量多，還希望使風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速也高。另一方面，從靜音性、各種功能方面出發(fā)，也存在以低速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的情況，因此需求能夠任意變更轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)。

在二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子的磁極上卷繞主線圈和輔助線圈，向兩者施加相同不同的輸入電壓，由此轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。一般，在以下的前提下來(lái)設(shè)計(jì)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：向輔助線圈輸入通過(guò)進(jìn)相用電容器對(duì)輸入給主線圈的交流電壓變更了相位后的交流電壓。由此，作為原本的電源可以僅使用單相交流電源來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此將通過(guò)該進(jìn)相用電容器驅(qū)動(dòng)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)稱為“單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)”。

在向二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)追加進(jìn)相用電容器來(lái)作為單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)使用的上述方法中，很多時(shí)候作為電源使用商用電源等。在通過(guò)單一頻率的電源驅(qū)動(dòng)單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的情況下，使用分接頭式電動(dòng)機(jī)線圈，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行切換可以變更轉(zhuǎn)速。但是，在該方式中，需要具備想要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)速的數(shù)量的分接頭，因此難以多階段地切換轉(zhuǎn)速。

此外，也可以通過(guò)相位控制方法來(lái)變更轉(zhuǎn)速，但由于電源頻率本身不變動(dòng)，所以不僅轉(zhuǎn)速的變動(dòng)幅度存在限制，還存在產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩(Cogging torque)引起的振動(dòng)或由此產(chǎn)生的聲音，或容易出現(xiàn)高次諧波的問(wèn)題，每次改變轉(zhuǎn)速時(shí)制約大。

還有如下的方法：對(duì)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用變極電動(dòng)機(jī)，通過(guò)切換極數(shù)來(lái)變更轉(zhuǎn)速。在電源頻率為50Hz的情況下，若為2極則同步速度可變?yōu)?000rpm，若為4極則同步速度可變?yōu)?500rpm，若為6極則同步速度可變?yōu)?000rpm，若為8極則同步速度可變?yōu)?50rpm，但在原理上同步速度為這些固定的速度，無(wú)法細(xì)致地設(shè)定。此外，還存在電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且價(jià)格高的問(wèn)題。

二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)與其他3相電動(dòng)機(jī)等相比，雖然在效率方面差，并且在實(shí)際規(guī)格方面希望考慮發(fā)熱，但存在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)。

因此，研究了以下的方式：通過(guò)變頻器使輸入的頻率自身變動(dòng)，向各線圈輸入錯(cuò)開(kāi)了相位的電壓，由此驅(qū)動(dòng)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。只要是變頻器能夠任意設(shè)定向二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)輸入的頻率，因此能夠?qū)崿F(xiàn)符合空調(diào)機(jī)等產(chǎn)品需求的轉(zhuǎn)速。

在使用進(jìn)相用電容器來(lái)驅(qū)動(dòng)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的情況下，希望根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輔助線圈的阻抗(電感器L、電阻R)決定進(jìn)相用電容器的容量。設(shè)定恰當(dāng)?shù)碾娙萜魅萘浚瑥亩蔀橄率侥菢印?/p>

(主線圈電壓)²+(輔助線圈電壓)²＝(電容器兩端電壓)²

另一方面，在通過(guò)變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下，存在能夠任意調(diào)整輸入的相位的優(yōu)點(diǎn)。使用二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在成為廉價(jià)的結(jié)構(gòu)的同時(shí)，如DC電動(dòng)機(jī)那樣成為多級(jí)切換轉(zhuǎn)速的結(jié)構(gòu)，因此采用了通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的方式。對(duì)于變頻器電路，可以采取使用IGBT、MOS-FET、GaN等元件，通過(guò)SIC等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，也可以使用市場(chǎng)上銷售的變頻器IC等。

對(duì)于以與進(jìn)相用電容器一起使用為前提的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，研究了從變頻器向主線圈、輔助線圈施加同一振幅的交流電壓的情況。在這種二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，輔助線圈的阻抗高于主線圈，因此輸入電流與主線圈相比變小。由此，電動(dòng)機(jī)的輸出下降，希望進(jìn)行用于提高轉(zhuǎn)矩的變更。作為提高轉(zhuǎn)矩的方法，考慮使主線圈、輔助線圈的輸入相匹配的方法。在此有兩種方法，考慮以下兩種方法：考慮主線圈、輔助線圈的阻抗的波動(dòng)，調(diào)整來(lái)自變頻器的輸出的方法、使用主線圈、輔助線圈的阻抗相同的電動(dòng)機(jī)的方法。

前者的優(yōu)點(diǎn)是可以直接使用成品的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，但缺點(diǎn)是存在如下的問(wèn)題：需要針對(duì)使用的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的主線圈、輔助線圈的每個(gè)阻抗協(xié)調(diào)來(lái)自變頻器的輸出，使各輸入電流相同，并且如上所述對(duì)商用電源進(jìn)行整流，從變頻器輸出時(shí)得到的線間電壓的有效值成為商用電源的倍，因此與通過(guò)進(jìn)相用電容器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況相比，得到的輸出小。在調(diào)整向主線圈、輔助線圈的輸出時(shí)，需要通過(guò)電流檢測(cè)電路進(jìn)行輸出電流的監(jiān)視或針對(duì)使用的產(chǎn)品的每個(gè)規(guī)格、每個(gè)電動(dòng)機(jī)生成變頻器的驅(qū)動(dòng)軟件。并且，由于成為與輸入變低的輔助線圈相匹配地限制主線圈的輸入的調(diào)整，因此在想要增加轉(zhuǎn)矩的情況下，反而有可能轉(zhuǎn)矩降低。

關(guān)于后者，如果為主線圈和輔助線圈的阻抗大致相同的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，則能夠以全部相同的電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此存在以下的優(yōu)點(diǎn)：不需要針對(duì)每個(gè)產(chǎn)品、每個(gè)機(jī)種與使用的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)。此外，如后所述，能夠得到相對(duì)于前者更大的輸出轉(zhuǎn)矩。關(guān)于選擇哪個(gè)，可以根據(jù)應(yīng)用的產(chǎn)品群的規(guī)格來(lái)選擇，但后者的方式能夠得到更多的輸出轉(zhuǎn)矩，且電動(dòng)機(jī)的額定也為所需最小限度，因此總體上能夠廉價(jià)地構(gòu)成，因此在上述實(shí)施方式中，使主線圈12、輔助線圈14的阻抗大致相同。

并且，因?yàn)樵黾虞斎腚娏鱽?lái)提高轉(zhuǎn)矩，所以可以通過(guò)降低線圈阻抗來(lái)提高轉(zhuǎn)矩。此時(shí)，為了從通過(guò)3相變頻器驅(qū)動(dòng)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)享受與通過(guò)進(jìn)相電容器驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩相同的轉(zhuǎn)矩，可知需要使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的主線圈和輔助線圈的阻抗至少為通過(guò)進(jìn)相用電容器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的阻抗的70％以下。

關(guān)于電動(dòng)機(jī)，只要使主線圈、輔助線圈的規(guī)格相同即可，因此試生產(chǎn)的難易度也低。此外，通過(guò)在鐵芯上將導(dǎo)線纏繞成卷狀，電動(dòng)機(jī)線圈的電感器得到電感L。因此，電感L與線圈的匝數(shù)相關(guān)。電動(dòng)機(jī)線圈的電阻成分R與線材的電阻相關(guān)，因此可通過(guò)使線徑變粗的變更來(lái)進(jìn)行調(diào)整，但通過(guò)使線徑變粗線圈的外徑變大，因此有時(shí)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)本身的大型化。在為一般家庭用壁掛式空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)的情況下，安裝位置存在制約，因此在決定了產(chǎn)品的外形尺寸，電動(dòng)機(jī)的外形變大的情況下，希望使熱交換器等其他部件變小。但是，在使熱交換器變小的情況下，存在熱交換效率下降等弊端。

通過(guò)向電動(dòng)機(jī)線圈通電而產(chǎn)生的磁場(chǎng)，由電動(dòng)機(jī)線圈的匝數(shù)、芯材的磁導(dǎo)率來(lái)決定，因此即使在減少電動(dòng)機(jī)線圈的匝數(shù)，降低了電感的情況下，也可以通過(guò)增加芯材的疊厚來(lái)抑制輸出轉(zhuǎn)矩下降。然而，在使疊厚變大的情況下，與將線圈線徑變大的情況相比，電動(dòng)機(jī)的外形極端變大，因此有可能產(chǎn)生上述的弊端。因此，能夠盡可能小型化的結(jié)構(gòu)有利，因此通過(guò)變更線圈來(lái)提高轉(zhuǎn)矩比通過(guò)變更疊厚來(lái)提高轉(zhuǎn)矩有利。

在此，參照?qǐng)D10～圖13所示的電流波形圖，說(shuō)明對(duì)兩種電動(dòng)機(jī)(樣品1、樣品2)進(jìn)行了驗(yàn)證后的結(jié)果。樣品1的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為比較例，是通過(guò)進(jìn)相用電容器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式，是通過(guò)單相AC230V的輸入能夠達(dá)成目標(biāo)轉(zhuǎn)速的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。此外，樣品2的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為用于本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)10，是通過(guò)3相變頻器20驅(qū)動(dòng)的方式，是通過(guò)電源單相AC230V的輸入能夠達(dá)成目標(biāo)轉(zhuǎn)速的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。在驗(yàn)證中，目標(biāo)為在裝入實(shí)機(jī)的狀態(tài)下，在2.2N·m的負(fù)載下以1200rpm穩(wěn)定地進(jìn)行動(dòng)作。

圖10表示使用進(jìn)相用電容器驅(qū)動(dòng)樣品1的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(進(jìn)相用電容器用)時(shí)的各線圈的電流波形。

此時(shí)的同步速度為1500rpm，實(shí)際轉(zhuǎn)速為1295.4rpm，轉(zhuǎn)差率為0.136，主線圈電流振幅為0.8A，輔助線圈電流振幅為0.62A，電動(dòng)機(jī)溫度上升(殼體部分)為62.7℃。在該例子中，實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)值(1200rpm)。溫度上升也在允許范圍內(nèi)。

此外，圖11表示使用3相的變頻器20驅(qū)動(dòng)樣品1的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(進(jìn)相用電容器用)時(shí)的各線圈的電流波形。

此時(shí)的同步速度為1364rpm，實(shí)際轉(zhuǎn)速為1095rpm，轉(zhuǎn)差率為0.197，主線圈電流振幅為0.8A，輔助線圈電流振幅為0.55A，電動(dòng)機(jī)溫度上升(殼體部分)為26℃。在圖11的例子中，電動(dòng)機(jī)輸出不足，實(shí)際轉(zhuǎn)速(1095rpm)沒(méi)有達(dá)到目標(biāo)值(1200rpm)。

此外，圖12表示使用3相的變頻器20驅(qū)動(dòng)樣品2的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(變頻器用)時(shí)的各線圈的電流波形。

此時(shí)的同步速度為1395rpm，實(shí)際轉(zhuǎn)速為1234.56rpm，轉(zhuǎn)差率為0.115，主線圈電流振幅為0.8A，輔助線圈電流振幅為0.8A，電動(dòng)機(jī)溫度上升(殼體部分)為47℃。在圖12的例子中，實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)值(1200rpm)，溫度上升也在允許范圍內(nèi)。

此外，圖13表示使用進(jìn)相用電容器驅(qū)動(dòng)樣品2的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(變頻器用)時(shí)的各線圈的電流波形。

此時(shí)的同步速度為1500rpm，實(shí)際轉(zhuǎn)速為1371rpm，轉(zhuǎn)差率為0.086，主線圈電流振幅為1.2A，輔助線圈電流振幅為1.2A。但是，電動(dòng)機(jī)溫度上升至100℃以上，溫度保護(hù)動(dòng)作。在圖13的例子中，達(dá)到了轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值(1200rpm)，但發(fā)熱急劇，難以說(shuō)是穩(wěn)定地進(jìn)行動(dòng)作。

根據(jù)以上的研究結(jié)果可知，在為一般驅(qū)動(dòng)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的方式即使用進(jìn)相用電容器的情況和通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的情況下，為了得到相同的輸出所需要的主線圈和輔助線圈的規(guī)格不同。這是因?yàn)槿绾笏雠c直接輸入商用電源的情況相比施加電壓的有效值變低。

此外，根據(jù)以上的研究結(jié)果，驗(yàn)證了以下情況：調(diào)整所使用的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的主線圈和輔助線圈的阻抗，從而成為通過(guò)進(jìn)相用電容器驅(qū)動(dòng)時(shí)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的以下各值，這對(duì)于通過(guò)在同一電源下使用的變頻器驅(qū)動(dòng)來(lái)享受通過(guò)進(jìn)相用電容器驅(qū)動(dòng)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)能夠享受的輸出轉(zhuǎn)矩來(lái)說(shuō)是有效的。

電感L：在主線圈中約70％以下，在輔助線圈中約50％以下

電阻值R：在主線圈中約85％以下，在輔助線圈中約60％以下

阻抗Z：在主線圈中約50％以下，在輔助線圈中約35％以下

如上所述，輔助線圈與主線圈的規(guī)格相匹配，因此根據(jù)主線圈的結(jié)果加以考察。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的線圈的阻抗由線圈的線徑以及線圈的匝數(shù)、疊厚來(lái)決定，因此電感相同電阻值不同的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等可以任意地調(diào)整阻抗。然而，實(shí)際上，疊厚的變更與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的形狀有很大的關(guān)系，因此無(wú)法進(jìn)行極端的變更。這是因?yàn)楸倦妱?dòng)感應(yīng)機(jī)用于壁掛式空調(diào)機(jī)。

當(dāng)前，空調(diào)機(jī)的外形大小受限于一般家庭的墻壁的安裝空間，因此無(wú)法極端變大。因此，無(wú)法實(shí)現(xiàn)只通過(guò)變更疊厚來(lái)應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)矩的不足量從而使變頻器驅(qū)動(dòng)方式與電容器進(jìn)相方式相同。此外，通過(guò)變更疊厚實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩提高為20％左右。當(dāng)考慮通過(guò)變更疊厚而實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩20％的提高時(shí)，根據(jù)以上的研究結(jié)果可以導(dǎo)出：為了通過(guò)在同一電源下使用的變頻器驅(qū)動(dòng)來(lái)享受通過(guò)進(jìn)相用電容器驅(qū)動(dòng)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)可享受的輸出轉(zhuǎn)矩，即使在考慮了通過(guò)電動(dòng)機(jī)的疊厚而實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩20％的提高的情況下，也需要使線圈的阻抗為70％以下。

此外，同樣地驗(yàn)證了以下情況：調(diào)整所使用的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的主線圈和輔助線圈的阻抗，從而成為通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的以下各值，這對(duì)于通過(guò)在同一電源下使用的進(jìn)相用電容器的驅(qū)動(dòng)來(lái)享受對(duì)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)能夠享受的輸出轉(zhuǎn)矩來(lái)說(shuō)是有效的。

電感L：在主線圈中約150％以上，在輔助線圈中約200％以上

電阻值R：在主線圈中約120％以上，在輔助線圈中約180％以上

阻抗Z：在主線圈中約210％以上，在輔助線圈中約300％以上

以上記載了從變頻器輸出正弦波的情況，但如果在實(shí)機(jī)中沒(méi)有溫度上升、高頻噪聲等問(wèn)題的情況下，可以追加作為一般公知的技術(shù)的通過(guò)過(guò)調(diào)制使輸入電壓的峰值增大的控制。

＜應(yīng)用例＞

(應(yīng)用例1)

接著，說(shuō)明將本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A1應(yīng)用于各種設(shè)備的例子。

首先，表示了將本實(shí)施方式的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于在電源電壓AC200V下使用的空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)的送風(fēng)用風(fēng)扇的情況。

根據(jù)在產(chǎn)品規(guī)格上所需要的空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)的最大風(fēng)量，設(shè)為二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的需要轉(zhuǎn)速為1500rpm，此時(shí)需要的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為2.2N·m。

如果為通過(guò)通常的進(jìn)相用電容器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式，則通過(guò)按已知的方式變更極數(shù)，能夠階段性地變更同步速度。例如，在電源頻率為50Hz的情況下，同步速度可以階段性地變更為3000rpm、1500rpm、750rpm。本次的目標(biāo)轉(zhuǎn)速為1500rpm，但感應(yīng)電動(dòng)機(jī)因負(fù)載而產(chǎn)生轉(zhuǎn)差率，因此即使以同步速度1500rpm進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，由于轉(zhuǎn)差率未達(dá)到1500rpm。此外，研究了使用同步速度為3000rpm的2極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的情況。此時(shí)，在實(shí)機(jī)中調(diào)整了動(dòng)作點(diǎn)從而以1500rpm進(jìn)行動(dòng)作的情況下，轉(zhuǎn)差率為0.5，因此產(chǎn)生效率惡化導(dǎo)致的發(fā)熱等問(wèn)題。并且，在電源頻率為60Hz的環(huán)境下使用時(shí)，存在轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)發(fā)生變化的問(wèn)題。根據(jù)以上的研究結(jié)果，為了得到穩(wěn)定的輸出，當(dāng)采用通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率。

此時(shí)，基于變頻器輸出的向二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的線圈的輸出電壓為此外，當(dāng)設(shè)整流電路和變頻器電路中的損失為10％時(shí)，為了補(bǔ)充該損失減去141.42[V]×0.1＝14.142[v]，應(yīng)用通過(guò)AC127.278V以上的輸入，能夠進(jìn)行負(fù)載轉(zhuǎn)矩2.2N·m、轉(zhuǎn)速1500rpm的輸出的電動(dòng)機(jī)，向應(yīng)用本實(shí)施方式的變頻器進(jìn)行連接。

此時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩2.2N·m且轉(zhuǎn)速1500rpm與在本空調(diào)機(jī)中裝配的變頻器的最大輸出時(shí)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可輸出的最大輸出大致相等。因此，不僅能夠使用廉價(jià)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)可任意變更轉(zhuǎn)速的結(jié)構(gòu)，還能夠抑制由于應(yīng)用超出所需的大輸出的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或超出所需的高效率的變頻器等導(dǎo)致的價(jià)格上升等。

(應(yīng)用例2)

接著，表示了將在電源電壓AC200V、50Hz下使用的空調(diào)機(jī)的室外機(jī)的送風(fēng)扇中所使用的通過(guò)進(jìn)相用電容器方式驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)置換為變頻器以及通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)的例子。

設(shè)通過(guò)進(jìn)相用電容器方式驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為900rpm，此時(shí)的負(fù)載為3.5N·m。因此，關(guān)于通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的所需輸出，設(shè)所需最大轉(zhuǎn)速為900rpm，最大輸出扭矩為3.5N·m。

此時(shí)，如上所述，在通過(guò)進(jìn)相用電容器方式使用的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，輔助線圈的阻抗高于主線圈，因此在用于變頻器驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，進(jìn)行設(shè)定以使主線圈和輔助線圈的阻抗大致相同。

另外，在本例子中表示了不變更電動(dòng)機(jī)疊厚的情況。此外，設(shè)平滑電路和變頻器電路中的損失足夠小。如上所述，在通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的情況下，輸入給二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電壓為通過(guò)進(jìn)相電容器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的在輸入阻抗相同時(shí)，根據(jù)歐姆定律，線圈電流也為倍。

如上所述，在電感L和R恒定的情況下，電動(dòng)機(jī)磁極的磁動(dòng)勢(shì)與電流值相關(guān)。因此，為了在變頻器驅(qū)動(dòng)的情況下得到相同的輸出，需要調(diào)整線圈阻抗以便得到相同的電流輸入。因此，根據(jù)歐姆定律，可知通過(guò)使通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的主線圈和輔助線圈的阻抗為倍，能夠得到相同的輸入電流。因此，使通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的線圈的線形變粗來(lái)降低導(dǎo)通電阻，由此將主線圈和輔助線圈的阻抗調(diào)整為倍來(lái)使用。由此，即使在為變頻器驅(qū)動(dòng)的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)具有與通過(guò)進(jìn)相用電容器方式使用二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)的最大輸出相同的變頻器驅(qū)動(dòng)方式的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空調(diào)機(jī)。

(應(yīng)用例3)

接著，研究在將進(jìn)相用電容器和二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)置換為變頻器電路和二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，一并變更感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的疊厚的情況。因此，研究在與上述應(yīng)用例2相同的條件下，一并變更感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的疊厚時(shí)的例子。

設(shè)通過(guò)進(jìn)相用電容器方式驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為900rpm，此時(shí)的負(fù)載為3.5N·m。因此，關(guān)于通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的所需輸出，使所需最大轉(zhuǎn)速為900rpm，最大輸出扭矩為3.5N·m。

相對(duì)于通過(guò)進(jìn)相用電容器使用的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，增加通過(guò)變頻器電路驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的疊厚。考慮通過(guò)該變更輸出轉(zhuǎn)矩預(yù)計(jì)增加15％的情況。

因?yàn)橥ㄟ^(guò)變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所以用于變頻器驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)同樣地進(jìn)行設(shè)定以使主線圈和輔助線圈的阻抗大致相同。同樣地，在通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的情況下，向二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)輸入的電壓為通過(guò)進(jìn)相電容器驅(qū)動(dòng)時(shí)的在輸入阻抗相同時(shí)，根據(jù)歐姆定律，線圈電流也為倍。

如上所述，在電感L和R恒定的情況下，電動(dòng)機(jī)磁極的磁動(dòng)勢(shì)與電流值相關(guān)。因此在上述例2中在為變頻器驅(qū)動(dòng)的情況下為了得到與通過(guò)進(jìn)相電容器方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)相同的輸出，調(diào)整線圈阻抗從而得到相同的電流輸入，但是在本例中，由于疊厚的變更輸出轉(zhuǎn)矩增大15％，因此考慮該轉(zhuǎn)矩的增大，關(guān)于電流值的調(diào)整，根據(jù)下式為0.601倍即可。

也就是說(shuō)，關(guān)于在變頻器驅(qū)動(dòng)的情況下使用的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的線圈，根據(jù)歐姆定律，可以進(jìn)行設(shè)定從而成為進(jìn)相用電容器驅(qū)動(dòng)方式時(shí)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的阻抗的0.601倍。

(應(yīng)用例4)

并且，研究在上述應(yīng)用例1所示的結(jié)構(gòu)中，使用轉(zhuǎn)差率限制器使其動(dòng)作時(shí)的例子。

如應(yīng)用例1那樣，針對(duì)目標(biāo)值，在通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)方式使二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，應(yīng)用的變頻器和二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)根據(jù)上述額定條件下的變頻器輸入的同步速度和實(shí)際轉(zhuǎn)速確定轉(zhuǎn)差率。

如上所述，本實(shí)施方式的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)內(nèi)置有根據(jù)轉(zhuǎn)速進(jìn)行輸出的例如霍爾傳感器等，可通過(guò)控制用微型計(jì)算機(jī)確認(rèn)實(shí)際轉(zhuǎn)速。此時(shí)，當(dāng)在控制用微型計(jì)算機(jī)的軟件上追加了轉(zhuǎn)差率的限制器的情況下，確認(rèn)在以額定負(fù)載進(jìn)行動(dòng)作的狀態(tài)下的轉(zhuǎn)差率值以及動(dòng)作時(shí)的負(fù)載變動(dòng)，設(shè)定限制值。

在實(shí)際的動(dòng)作時(shí)，如上所述向電動(dòng)機(jī)施加低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速的同步速度的驅(qū)動(dòng)電流。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)停止，因此在電流施加時(shí)間點(diǎn)轉(zhuǎn)差率為1，但在啟動(dòng)時(shí)不施加轉(zhuǎn)差率的限制器。關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的控制，有各種方法，因此任意設(shè)定。在確認(rèn)實(shí)際轉(zhuǎn)速的同時(shí)，直到實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率達(dá)到限制值為止提高同步速度。當(dāng)在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的加速過(guò)程中轉(zhuǎn)差率達(dá)到了限制值的情況下，或者在實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速后因負(fù)載的變動(dòng)等轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率達(dá)到限制值的情況下，與轉(zhuǎn)差率相匹配地降低輸入的同步速度以使轉(zhuǎn)差率不超過(guò)限制值，由此在轉(zhuǎn)差率不超過(guò)限制值的狀態(tài)下穩(wěn)定地進(jìn)行動(dòng)作。

明確在空調(diào)機(jī)中使用的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定輸出，即最高轉(zhuǎn)速以及此時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩的考慮方法。在連接了負(fù)載的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，如已知的那樣，對(duì)應(yīng)于負(fù)載的輕重相對(duì)于輸入的同步速度產(chǎn)生轉(zhuǎn)差率，因此最高轉(zhuǎn)速根據(jù)負(fù)載來(lái)決定。本實(shí)施方式的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)用于空調(diào)機(jī)室內(nèi)機(jī)的送風(fēng)扇，因此以預(yù)定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)的送風(fēng)扇的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩相同。在空調(diào)機(jī)中使用的環(huán)流風(fēng)扇成為圖6的T_L所示的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。另外，在本實(shí)施方式中，提出并表示了作為送風(fēng)扇使用環(huán)流風(fēng)扇的情況，但是本實(shí)施方式的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)只對(duì)應(yīng)于連接的負(fù)載，得到最高轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩，因此作為二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載可以應(yīng)對(duì)螺旋槳式風(fēng)扇、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等所謂的負(fù)載。

在實(shí)測(cè)在本實(shí)施方式中所示的與空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)的回流風(fēng)扇連接的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速時(shí)，將該二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)搭載于應(yīng)用的空調(diào)機(jī)上，在實(shí)際進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的條件，即風(fēng)向板的位置、空氣吸入口的負(fù)載、吹出口的負(fù)載等在實(shí)際的產(chǎn)品上使用的條件下，通過(guò)任意的驅(qū)動(dòng)方法使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。由此，能夠明確通過(guò)任意的驅(qū)動(dòng)方法驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)的最高轉(zhuǎn)速以及輸出轉(zhuǎn)矩。

另外，在此所說(shuō)的任意的驅(qū)動(dòng)方法既可以是使用可任意地設(shè)定電壓、頻率的電壓源、電流源的方法，也可以是使用在監(jiān)視輸出的同時(shí)可進(jìn)行相位控制等控制的變頻器的方法，還可以使用符合測(cè)定意圖的方法。

例如，在本實(shí)施方式中，考慮作為電源使用商用電源的AC200V的空調(diào)機(jī)的情況。此時(shí)，向電動(dòng)機(jī)的主線圈準(zhǔn)備的141.4V的交流電源。此時(shí)，141.4V的電源使用來(lái)自滑動(dòng)式變壓器的輸出、變頻器電源等各種電源。向主線圈連接該AC141.4V的電源，為了將相位變更90℃，從該AC141.4V的電源經(jīng)由電容器向輔助線圈連接來(lái)使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。另外，關(guān)于此時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)為空調(diào)機(jī)在通常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行送風(fēng)的方向。在該狀態(tài)下，設(shè)定風(fēng)向板和設(shè)置場(chǎng)所從而成為空調(diào)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速以及此時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩測(cè)定感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。此外，該AC141.4V的交流電源任意地變更頻率，搜索感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成為最高的點(diǎn)。將此時(shí)的轉(zhuǎn)速以及輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)置為最高轉(zhuǎn)速以及額定輸出轉(zhuǎn)矩。

＜實(shí)施方式的效果＞

如上所述，本實(shí)施方式的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(10)的特征在于，

具有主線圈(12)和輔助線圈(14)，

該二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)用于空調(diào)機(jī)，該空調(diào)機(jī)具備：整流電路(26)，其對(duì)商用交流電源(30)的交流電壓進(jìn)行整流；感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(20)，其對(duì)從上述整流電路(26)輸出的直流電壓(Edc)進(jìn)行開(kāi)關(guān)，分別輸出相位不同的第1電壓(V_U)、第2電壓(V_V)和第3電壓(V_W)；以及成為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的送風(fēng)扇(40、103)，

在將出現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)為額定輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)，設(shè)定了上述主線圈(12)和上述輔助線圈(14)的阻抗值，從而在對(duì)上述主線圈(12)和上述輔助線圈(14)施加了上述商用交流電源(30)輸出的上述交流電壓的倍以下的電壓的狀態(tài)下得到上述最高轉(zhuǎn)速以及上述額定輸出轉(zhuǎn)矩。

此外，特征在于，上述最高轉(zhuǎn)速是如下的轉(zhuǎn)速：

向上述主線圈施加具有上述商用交流電源(30)的有效值的倍的有效值的主線圈施加電壓(V_U-V)，向上述輔助線圈施加相對(duì)于上述主線圈施加電壓(V_U-V)預(yù)定進(jìn)相的輔助線圈施加電壓(V_W-V)，在從與上述二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)連接的上述送風(fēng)扇(40、103)進(jìn)行送風(fēng)的情況下，使上述主線圈施加電壓(V_U-V)和上述輔助線圈施加電壓(V_W-V)的頻率可變時(shí)得到的轉(zhuǎn)速中的最高的轉(zhuǎn)速。

此外，二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(10)的特征在于，在上述主線圈(12)的阻抗和上述輔助線圈(14)的阻抗中，高的阻抗為低的阻抗的1.25倍以下，

優(yōu)選上述主線圈(12)的阻抗和上述輔助線圈(14)的阻抗大致相同。

由此，能夠?qū)崿F(xiàn)適于變頻器(20)的驅(qū)動(dòng)的二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。

此外，本實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的特征在于，具有二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(10)，

上述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(20)具有能夠進(jìn)行三相輸出的變頻器，

向上述主線圈(12)的一端施加上述第1電壓(V_U)，

向上述輔助線圈(14)的一端施加上述第3電壓(V_W)，

向上述主線圈(12)的另一端和上述輔助線圈(14)的另一端施加上述第2電壓(V_V)，

上述第2電壓(V_V)比上述第1電壓(V_U)延遲第1周期，上述第3電壓(V_W)比上述第2電壓(V_V)延遲第2周期。

此外，本實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的特征在于，具備：

整流電路(26)，其對(duì)商用交流電源(30)的交流電壓進(jìn)行整流，輸出直流電壓(Edc)；

變頻器(20)，其對(duì)上述直流電壓(Edc)進(jìn)行開(kāi)關(guān)，輸出第1電壓(V_U)、第2電壓(V_V)、第3電壓(V_W)；

二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(10)，其具有主線圈(12)和輔助線圈(14)；以及

送風(fēng)扇(40、103)，其與上述二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(10)連接，

向上述主線圈(12)的一端施加上述第1電壓(V_U)，

向上述輔助線圈(14)的一端施加上述第3電壓(V_W)，

向上述主線圈(12)的另一端和上述輔助線圈(14)的另一端施加上述第2電壓(V_V)，

上述第2電壓(V_V)比上述第1電壓(V_U)延遲第1周期，上述第3電壓(V_W)比上述第2電壓(V_V)延遲第2周期，

流過(guò)上述輔助線圈(14)的電流的有效值與流過(guò)上述主線圈(12)的電流的有效值大致相同。

由此，能夠以高效率運(yùn)行空調(diào)機(jī)。

此外，本實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的特征在于，具備：

控制電路(24)，其控制上述變頻器(20)；以及

轉(zhuǎn)速傳感器(16)，其測(cè)定上述二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(10)的實(shí)際轉(zhuǎn)速(N)，

上述控制電路(24)對(duì)應(yīng)于上述實(shí)際轉(zhuǎn)速(N)使上述二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(10)的同步速度(N_S)增減。

由此，能夠?qū)崿F(xiàn)與實(shí)際轉(zhuǎn)速(N)對(duì)應(yīng)的控制。

此外，上述變頻器(20)的特征在于，通過(guò)過(guò)調(diào)制控制，輸出上述商用交流電源(30)輸出的上述交流電壓的峰值的倍以上的峰值電壓。

由此，能夠根據(jù)需要使二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(10)高速運(yùn)行。

此外，特征在于，上述第1周期和上述第2周期大致為“1/4”周期。

由此，能夠使空調(diào)機(jī)以更高效率運(yùn)行。

此外，特征在于，上述變頻器(20)進(jìn)行15kHz以上的開(kāi)關(guān)。

由此，能夠降低刺耳的雜音。

此外，上述控制電路(24)的特征在于，具有：

轉(zhuǎn)差率計(jì)算部(54)，其根據(jù)上述實(shí)際轉(zhuǎn)速(N)和上述同步速度(N_S)計(jì)算上述二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)差率(s)；以及

同步速度設(shè)定部(56)，其在上述轉(zhuǎn)差率(s)為預(yù)定值(s_max)以上的情況下，使上述同步速度(N_S)降低。

由此，當(dāng)轉(zhuǎn)差率s變大時(shí)，能夠使同步速度N_S降低，抑制損失和發(fā)熱。

此外，上述控制電路(24)的特征在于，具有：

目標(biāo)速度設(shè)定部(58)，其設(shè)定上述二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(10)的目標(biāo)同步速度(N_X)，

上述同步速度設(shè)定部(56)具有：在啟動(dòng)上述二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(10)時(shí)設(shè)定上述同步速度(N_S)使其低于上述目標(biāo)同步速度(N_X)的功能、以及直到上述同步速度(N_S)達(dá)到上述目標(biāo)同步速度(N_X)或上述轉(zhuǎn)差率(s)成為上述預(yù)定值(s_max)以上為止，使上述同步速度(N_S)增加的功能。

由此，能夠降低啟動(dòng)時(shí)的損失和發(fā)熱。

此外，上述二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(10)的特征在于，具有以下的轉(zhuǎn)矩特性：在上述實(shí)際轉(zhuǎn)速(N)從零值達(dá)到上述同步速度(N_S)過(guò)程中的轉(zhuǎn)矩峰值轉(zhuǎn)速(N_p)在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(T_M)中出現(xiàn)峰值，上述預(yù)定值(s_max)為在上述轉(zhuǎn)矩峰值轉(zhuǎn)速(N_p)的轉(zhuǎn)差率(s)以上的值。

由此，能夠盡可能使電動(dòng)機(jī)10在穩(wěn)定區(qū)域動(dòng)作，在抑制電動(dòng)機(jī)10的損失和發(fā)熱的同時(shí)，能夠持續(xù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10。

[第2實(shí)施方式]

接著，參照?qǐng)D14所示的框圖對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的主要部分即電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A2的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

與第1實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A1(參照?qǐng)D1)相比，本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A2在整流電路26的輸出端子上連接有串聯(lián)連接的2個(gè)平滑電容器28a、28b，來(lái)代替1個(gè)平滑電容器28。將平滑電容器28a、28b的連接點(diǎn)的電壓直接作為V相電壓V_V來(lái)施加到電動(dòng)機(jī)10。

此外，在本實(shí)施方式中，應(yīng)用變頻器21代替第1實(shí)施方式的變頻器20。變頻器21為了輸出U相、W相的電壓V_U、V_W，具有開(kāi)關(guān)元件22a、22b、22e、22f，但沒(méi)有與V相對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)元件。上述以外的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A2的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A1的結(jié)構(gòu)相同。圖15的(a)～(e)表示本實(shí)施方式的電壓V_U、V_V、V_W以及線間電壓V_U-V、V_W-V的波形。如圖所示，在本實(shí)施方式中，W相電壓V_W的相位相對(duì)于U相電壓V_U前進(jìn)90°。

通過(guò)本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A2，線間電壓V_U-V、V_W-V的振幅小于第1實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A1。但是，具有能夠使變頻器21內(nèi)設(shè)置的開(kāi)關(guān)元件22的數(shù)量(4個(gè))少于第1實(shí)施方式的變頻器20中的數(shù)量(6個(gè))的效果，在所需的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩小的情況下尤其有利。

[第3實(shí)施方式]

接著，參照?qǐng)D16對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)A的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖16是本實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)A的主視圖。

本實(shí)施方式是將上述的第1、第2實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A1、A2用于空調(diào)機(jī)A的例子。

如圖16所示，空調(diào)機(jī)A具備室內(nèi)機(jī)100、室外機(jī)200、遙控器Re。室內(nèi)機(jī)100和室外機(jī)200通過(guò)制冷劑配管(未圖示)連接，通過(guò)公知的制冷劑循環(huán)對(duì)設(shè)置有室內(nèi)機(jī)100的室內(nèi)進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。此外，室內(nèi)機(jī)100和室外機(jī)200經(jīng)由通信電纜(未圖示)相互收發(fā)信息。

遙控器Re由用戶操作，對(duì)室內(nèi)機(jī)100的遙控器收發(fā)部Q發(fā)送紅外線信號(hào)。該信號(hào)的內(nèi)容是運(yùn)行請(qǐng)求、設(shè)定溫度的變更、定時(shí)器、運(yùn)行模式的變更、停止請(qǐng)求等指令?？照{(diào)機(jī)A根據(jù)這些信號(hào)，進(jìn)行制冷模式、制熱模式、除濕模式等空調(diào)運(yùn)行。此外，從室內(nèi)機(jī)100的遙控器收發(fā)部Q向遙控器Re發(fā)送室溫信息、濕度信息、電費(fèi)信息等數(shù)據(jù)。

圖17是室內(nèi)機(jī)100的側(cè)截面圖。殼體基體101收納有熱交換器102、送風(fēng)扇103、過(guò)濾器108等內(nèi)部構(gòu)造體。

熱交換器102具有多根傳熱管102a，使通過(guò)送風(fēng)扇103取入到室內(nèi)機(jī)100內(nèi)的空氣與在傳熱管102a中流動(dòng)的制冷劑進(jìn)行熱交換，對(duì)上述空氣進(jìn)行加熱或冷卻。另外，傳熱管102a與上述的制冷劑配管(未圖示)連通，構(gòu)成公知的制冷劑循環(huán)(未圖示)的一部分。

左右風(fēng)向板104按照來(lái)自室內(nèi)機(jī)微型計(jì)算機(jī)(未圖示)的指示，以設(shè)置于下部的旋轉(zhuǎn)軸(未圖示)為支點(diǎn)，通過(guò)左右風(fēng)向板用電動(dòng)機(jī)(未圖示)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

上下風(fēng)向板105按照來(lái)自室內(nèi)機(jī)微型計(jì)算機(jī)(未圖示)的指示，以設(shè)置于兩端部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(未圖示)為支點(diǎn)，通過(guò)上下風(fēng)向板用電動(dòng)機(jī)(未圖示)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

前面板106被設(shè)置成覆蓋室內(nèi)機(jī)100的前面，成為以下端為軸可通過(guò)前面板用電動(dòng)機(jī)(未圖示)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。順便說(shuō)，也可以將前面板106固定在下端。

通過(guò)圖17所示的送風(fēng)扇103進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由空氣吸入口107和過(guò)濾器108取入室內(nèi)空氣，將通過(guò)熱交換器102進(jìn)行熱交換后的空氣引導(dǎo)至吹出風(fēng)路109a。并且，被引導(dǎo)至吹出風(fēng)路109a的空氣通過(guò)左右風(fēng)向板104和上下風(fēng)向板105調(diào)整風(fēng)向，從空氣吹出口109b送出到外部來(lái)對(duì)室內(nèi)進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。

另外，圖16、圖17所示的空調(diào)機(jī)A的結(jié)構(gòu)只不過(guò)是本實(shí)施方式的一例，當(dāng)然也可以用于所有的空調(diào)機(jī)的形式。

圖18是表示包含控制部140的空調(diào)機(jī)A的主要部分的結(jié)構(gòu)的框圖。

例如，控制部140包含ROM(Read Only Memory，只讀存儲(chǔ)器)、RAM(Random Access Memory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等。存儲(chǔ)單元150存儲(chǔ)各種信息。并且，由控制部140的運(yùn)算處理部145內(nèi)的CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)讀出存儲(chǔ)在ROM中的程序，在RAM中展開(kāi)并執(zhí)行。傳感器170測(cè)定室內(nèi)外的溫度等。

例如，負(fù)載160包括室內(nèi)機(jī)100具備的室內(nèi)用送風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)161、室外機(jī)200具備的壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)162、設(shè)置于上下風(fēng)向板105的風(fēng)向板用電動(dòng)機(jī)163(上述的上下風(fēng)向板用電動(dòng)機(jī)以及左右風(fēng)向板用電動(dòng)機(jī))。按照從控制部130的驅(qū)動(dòng)控制部146輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)這些負(fù)載160。

該驅(qū)動(dòng)控制部146和負(fù)載160對(duì)應(yīng)于上述的第1、第2實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A1、A2。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠在抑制發(fā)熱等的同時(shí)，以高效率驅(qū)動(dòng)負(fù)載160。

[變形例]

本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變形。上述的實(shí)施方式例是為了便于理解本發(fā)明而進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明，并不一定必須具備所說(shuō)明的所有結(jié)構(gòu)。此外，也可以將某實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分置換成其他實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，并且，也可以對(duì)某實(shí)施例的結(jié)構(gòu)增加其他實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。此外，可以對(duì)各實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行刪除，或進(jìn)行其他結(jié)構(gòu)的追加、置換。例如，能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施方式進(jìn)行的變形如以下所示。

(1)在上述第1、第2實(shí)施方式中，控制電路24包括目標(biāo)速度設(shè)定部58。但是，也可以使別的上位裝置(未圖示)包含目標(biāo)速度設(shè)定部58。由此，控制電路24成為根據(jù)從外部接收到的目標(biāo)同步速度N_X驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的裝置，容易通過(guò)通用集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(2)在上述各實(shí)施方式中，說(shuō)明了作為電動(dòng)機(jī)10應(yīng)用二相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的例子，但作為電動(dòng)機(jī)10也可以使用三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等其他感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。此外，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A1、A2的電路結(jié)構(gòu)為示例，也可以將整流電路26、變頻器20、21置換成其他結(jié)構(gòu)。

(3)在上述各實(shí)施方式中，為了計(jì)算轉(zhuǎn)差率s，使用霍爾傳感器等轉(zhuǎn)速傳感器16來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)10的實(shí)際轉(zhuǎn)速N。但是，已知各種檢測(cè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的方法，也可以通過(guò)任何方法來(lái)檢測(cè)實(shí)際轉(zhuǎn)速N。此外，并不限于在電動(dòng)機(jī)10的內(nèi)部?jī)?nèi)置霍爾傳感器等轉(zhuǎn)速傳感器16，也可以將轉(zhuǎn)速傳感器16設(shè)置在電動(dòng)機(jī)10的外部。

(4)上述第1、第2實(shí)施方式中的控制電路24的硬件可以通過(guò)一般的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此也可以將圖7所示的流程圖的程序等存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，或經(jīng)由傳送線路來(lái)發(fā)布。

(5)關(guān)于圖7所示的處理，在上述實(shí)施方式中作為使用程序的軟件性處理進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以將其一部分或全部置換為使用ASIC(Application Specific Integrated Circuit，專用集成電路)或FPGA(field-programmable gate array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)等的硬件性處理。

(6)此外，第1、第2實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置A1、A2不僅可以應(yīng)用于第3實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)A，也可以應(yīng)用于換氣扇、制冷機(jī)、洗衣機(jī)、掃除機(jī)、工業(yè)機(jī)械，電動(dòng)汽車，鐵道車輛，船舶，電梯，自動(dòng)扶梯等各種電子設(shè)備。由此，在這些電子設(shè)備中能夠根據(jù)其用途發(fā)揮優(yōu)越的性能。